优化Java分支结构代码

java有两种分支结构：if else结构，switch case结构

在项目开发过程中，涉及到部分逻辑特别复杂，可能需要写很长的if else结构或者switch case结构，特别是相同的逻辑判断出现在很多地方时，这样的代码可读性和可维护性非常的差，本文主要讲述如何简化这些结构，使代码逻辑更加清晰。本文的一个前提观念是，if else结构和switch case 结构完全消除是不可能的，只能是进行简化。下面介绍几种简化if else结构的方式。

1.条件表达式的分解与合并

（1）分解条件表达式（Decompose conditional）

程序之中，大型函数会使代码可读性下降，逻辑复杂的代码更加难以阅读。应该将它分解成多个独立的函数，根据每小块的功能命名函数，将原来对应的代码换成函数调用，从而清晰的表达自己的意图。将每一个分支条件分解形成新函数，还可以突出条件逻辑，更清楚的表明分支的作用。

表达式分解之前

表达式分解之后

（2）合并条件表达式(Consolidate Conditional Expression）

有时你会发现这样一串条件检查：检查条件各不相同，最终行为却一致。如果发现这种情况，就应该使用“逻辑或”和“逻辑与”将它们合并为一个条件表达式，并将这个条件表达式提炼为一个函数。

条件表达式合并前

条件表达式合并后

以上是使用逻辑与进行合并，逻辑或与之类似，合并后的代码告诉我们“实际上只有一次检查，只不过一次检查中要并列检查多个条件而已”，从而使这一次的检查用意更加清晰，相反，原代码要表达的信息则是“这里有一些条件检测，它们之间没什么关系，只是恰好发生而已”。

（3）合并重复的条件片段（Consolidate Duplicate Conditional Fragments）

假设在一组条件表达式中，每个条件表达式都执行了相同的代码片段，那么，我们应该将这段代码搬到条件表达式外面去，这样才能更清晰的看出来哪些东西随条件的变化而变化，哪些是固定不变的。

（4）移除控制标记（remove control flag）

在一系列条件表达式中，可能会出现控制标记用以控制程序的流程，如果出现这种情况，可以使用break、continue、return关键字进行替代，用于简化程序。

原代码

移除控制标记之后

使用控制标记会降低代码的可读性，使用break进行替代后，条件表达式的逻辑会清晰很多，虽然会造成程序有多个出口，但还是推荐这种用法。

（5）以卫语句取代嵌套条件表达式（replase nested condition with guard clauses）

条件表达式中，如果两条分支都属于正常行为，这时候直接用if else或switch结构即可；另一种是某个条件极其罕见，则应该单独检查，并立即返回，这就是卫语句。if else结构表达的是对各个分支同等的重视程度，而卫语句表达的则是对某单独分支给予足够的重视，使之完成某操作。

原代码

使用卫语句以后

明显看出，使用卫语句代码逻辑清晰很多，这正是我们的目的。

2.用多态取代条件表达式：用子类来替换条件表达式

首先，所谓多态就是类的不同类型对象有不同的行为状态，如果在条件表达式中，条件是对象类型，具体代码是根据不同的类型干不同的事情，那么这个时候应该尝试使用多态。它的好处是让面向过程的结构变成面向对象的结构。

如下代码，一个人要学习不同的subject，需要不同的book。使用多态来消除if else结构。

用if else的代码结构

使用多态后的代码

通过两者对比可以发现，使用if else，如果你想添加一种新类型，就必须查找并更新所有条件表达式。但如果使用多态，只需建立一个新的子类，并在其中提供适当的函数就行了。类的用户不需要了解这个子类，这就大大降低了系统各部分之间的依赖，使系统升级更加容易。

3.用策略模式来取代条件表达式

所谓策略模式，就是定义一组算法，把他们一个个封装起来，并且使他们可以相互替换，策略模式同时可以独立于使用他们的客户端而变化。使用策略模式来取代条件表达式，其实也是使用多态来取代条件表达式的一种方式，通过多态来实现不同子类的选取。

未使用策略模式代码

使用策略模式后的代码

由代码可知，使用策略模式时必须首先创建一个想使用的类对象，然后将该对象作为参数传递进去，通过该对象调用不同的算法，就是说策略模式使用前需要知道具体某一个对象。

4.用简单工厂模式来取代条件表达式

简单工厂模式：定义了实现，用接口来封装起来，由一个工厂类根据传入的参数，动态决定应该创建哪一个产品类（这些产品类继承自一个父类或接口）的实例。也可以使用简单工厂模式来取代条件表达式，它也是使用多态来替换条件表达式的一种方式，相比于策略模式而言，客户端不需要提前知道某个具体对象，只需要有相关type即可。

如下四则运算的switch case结构代码，当每添加一种运算类型时候，都需要重新检查并修改代码。

使用switch case结构代码

当换成简单工厂模式后，具体代码如下，当需要新增type时，只需要重新添加新的operation的子类，并统一在操作工厂中添加逻辑。

抽象操作类

具体实现类

操作工厂类

测试代码